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2.2.2中点算法生成圆中点画圆算法在一个方向上取单位间隔,在另一个方向的取值由两种可能取值的中点离圆的远近而定。实际处理中,用决策变量的符号来确定象素点的选择,因此算法效率较高。HYPERLINK"http://course.cug.edu.cn/cugThird/CGOL_NET/CLASS/course/2-2-2-a.htm"一、中点画圆算法描述设要显示圆的圆心在原点(0,0),半径为R,起点在(0,R)处,终点在(,)处,顺时针生成八分之一圆,利用对称性扫描转换全部圆。为了应用中点画圆法,我们定义一个圆函数F(x,y)=x2+y2-R2(2-19)任何点(x,y)的相对位置可由圆函数的符号来检测:F(x,y)<0点(x,y)位于数学圆内=0点(x,y)位于数学圆上>0点(x,y)位于数学圆外(2-20)如下图所示,图中有两条圆弧A和B,假定当前取点为Pi(xi,yi),如果顺时针生成圆,那么下一点只能取正右方的点E(xi+1,yi)或右下方的点SE(xi+1,yi-1)两者之一。中点画线算法假设M是E和SE的中点,即,则:1、当F(M)<0时,M在圆内(圆弧A),这说明点E距离圆更近,应取点E作为下一象素点;2、当F(M)>0时,M在圆外(圆弧B),表明SE点离圆更近,应取SE点;3、当F(M)=0时,在E点与SE点之中随便取一个即可,我们约定取SE点。HYPERLINK"http://course.cug.edu.cn/cugThird/CGOL_NET/CLASS/course/2-2-2-a.htm"二、中点画圆算法思想因此,我们用中点M的圆函数作为决策变量di,同时用增量法来迭代计算下一个中点M的决策变量di+1。(2-21)下面分两种情况来讨论在迭代计算中决策变量di+1的推导。1、见图(a),若di<0,则选择E点,接着下一个中点就是,这时新的决策变量为:(2-22)(a)(di<0)中点画线算法式(2-22)减去(2-21)得:di+1=di+2xi+3(2-23)2、见图(b),若di≥0,则选择SE点,接着下一个中点就是,这时新的决策变量为:(2-24)(b)(di≥0)中点画线算法式(2-24)减去(2-21)得:di+1=di+2(xi-yi)+5(2-25)我们利用递推迭代计算这八分之一圆弧上的每个点,每次迭代需要两步处理:(1)用前一次迭代算出的决策变量的符号来决定本次选择的点。(2)对本次选择的点,重新递推计算得出新的决策变量的值。剩下的问题是计算初始决策变量d0,如下图所示。对于初始点(0,R),顺时针生成八分之一圆,下一个中点M的坐标是,所以:(2-26)生成圆的初始条件和圆的生成方向HYPERLINK"http://course.cug.edu.cn/cugThird/CGOL_NET/CLASS/course/2-2-2-a.htm"三、中点画圆算法实现1、输入:圆半径r、圆心(x0,y0);2、确定初值:x=0,y=r、d=5/4-r;3、While(x<=y){·利用八分对称性,用规定的颜色color画八个象素点(x,y);·若d≥0{y=y-1;d=d+2(x-y)+5);}否则d=d+2x+3;·x=x+1;}HYPERLINK"http://course.cug.edu.cn/cugThird/CGOL_NET/CLASS/course/2-2-2-a.htm"四、中点画圆算法演示sHYPERLINK"http://course.cug.edu.cn/cugThird/CGOL_NET/CLASS/course/2-2-2-a.htm"五、中点画圆算法完善在上述算法中,使用了浮点数来表示决策变量d。为了简化算法,摆脱浮点数,在算法中全部使用整数,我们使用e=d-1/4代替d。显然,初值d=5/4-r对应于e=1-r。决策变量d<0对应于e<-1/4。算法中其它与d有关的式子可把d直接换成e。又由于e的初值为整数,且在运算过程中的迭代值也是整数,故e始终是整数,所以e<-1/4等价于e<0。因此,可以写出完全用整数实现的中点画圆算法。要求:写出用整数实现的中点画圆算法程序,并上机调试,观看运行结果。HYPERLINK"http://course.cug.edu.cn/cugThird/CGOL_NET/CLASS/course/2-2-2-a.htm"六、中点画圆算法程序voidMidpointCircle(intx0,inty0,intr,intcolor){intx,y;floatd;x=0;y=r;d=5.0/4-r;while(x<=y){putdot(x0,y0,